Découvrir la programmation d'un objet : capteur, algorithme, actionneur
Je sais expliquer, avec mes mots et un schéma simple, comment un objet programmé fonctionne : un capteur mesure, un algorithme décide, un actionneur agit.
Ce que dit la fiche
Les points essentiels
- Un objet programmé (porte automatique, veilleuse, feu de passage piéton) agit tout seul parce qu'une personne a écrit des instructions pour lui.
- Un système programmé suit trois étapes : le capteur reçoit une information, l'algorithme la traite, l'actionneur produit une action.
- Un capteur détecte ou mesure quelque chose dans l'environnement : lumière, température, présence, appui sur un bouton, distance.
- Un algorithme est une suite d'instructions ordonnées et précises, souvent écrite avec des conditions : si... alors... sinon...
- Un actionneur transforme la décision en action visible ou audible : un moteur qui tourne, une lampe qui s'allume, un buzzer qui sonne.
- L'ordre des instructions compte : changer l'ordre ou oublier une condition peut changer complètement le comportement de l'objet.
- Un programme n'est pas intelligent : il fait exactement ce qui a été écrit, sans deviner. S'il se comporte mal, on corrige le programme.
- On peut représenter un programme par un schéma (blocs, flèches) ou par des blocs sur écran avant de le tester sur l'objet réel.
Les mots à connaître
- Capteur
- Composant qui recueille une information sur son environnement (lumière, chaleur, mouvement, appui) et la transmet au système. Exemple : le capteur de lumière d'un lampadaire.
- Algorithme
- Suite d'instructions claires, dans le bon ordre, qui indique ce que le système doit faire selon l'information reçue. Exemple : si il fait nuit, alors allumer la lampe.
- Actionneur
- Composant qui exécute l'action décidée par le programme : mouvement, lumière, son. Exemple : le moteur qui ouvre une porte automatique.
La méthode, étape par étape
- Repérer ce que l'objet doit faire : écrire en une phrase le résultat attendu.
- Trouver l'information d'entrée : quel capteur (ou quel bouton) fournit cette information ?
- Écrire l'algorithme en étapes ordonnées, avec une condition si c'est nécessaire (si... alors... sinon...).
- Identifier l'actionneur qui réalise l'action demandée.
- Tester, observer ce qui se passe, puis corriger l'ordre ou la condition si le résultat n'est pas celui attendu.
Des exemples résolus
Une porte de magasin s'ouvre quand quelqu'un s'approche et se referme quand personne n'est devant. Identifie le capteur, l'algorithme et l'actionneur.
Capteur : le détecteur de présence, qui repère une personne devant la porte. Algorithme : si une présence est détectée, alors ouvrir la porte ; sinon, fermer la porte. Actionneur : le moteur qui fait coulisser les battants. Le détecteur donne l'information, le programme choisit, le moteur agit.
Une veilleuse doit s'allumer seulement quand la pièce est sombre. Écris son algorithme, puis explique ce qui arrive si on oublie la partie « sinon éteindre ».
Algorithme : mesurer la lumière ; si la lumière est faible, alors allumer la lampe ; sinon éteindre la lampe. Le capteur est le capteur de lumière, l'actionneur est la lampe. Sans « sinon éteindre », la lampe s'allumerait la nuit mais resterait allumée le jour, car aucune instruction ne lui dit de s'éteindre : le programme ne devine rien.
Les pièges à éviter
- Croire que le capteur décide. En réalité le capteur transmet seulement une information ; c'est l'algorithme qui décide de ce qu'il faut faire.
- Mélanger actionneur et capteur : la lampe qui s'allume ou le moteur qui tourne sont des actionneurs (ils agissent), alors que le détecteur de mouvement est un capteur (il mesure). On les distingue en demandant : cet élément reçoit une information ou produit une action ?
Teste-toi
Dans un distributeur de savon automatique, qui est le capteur et qui est l'actionneur ?
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Le capteur est le détecteur qui repère la main sous le distributeur ; l'actionneur est la pompe (ou le moteur) qui fait sortir le savon.
Le détecteur reçoit l'information « une main est présente », donc c'est un capteur. La pompe produit l'action de distribuer le savon, donc c'est un actionneur.
Complète cet algorithme de chauffage : « Si la température est inférieure à 19 degrés, alors ... ; sinon ... ». Quel actionneur utilise-t-on ?
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Si la température est inférieure à 19 degrés, alors allumer le chauffage ; sinon l'éteindre (ou le laisser éteint). L'actionneur est la résistance ou la vanne du radiateur qui chauffe.
Le programme compare l'information du capteur de température à une valeur et choisit l'action. Le chauffage est l'élément qui agit, donc l'actionneur.
Un robot doit avancer, puis tourner, puis s'arrêter. On mélange l'ordre des instructions. Que peut-il se passer et pourquoi ?
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Le robot ne ferait pas le parcours prévu : par exemple il s'arrêterait avant d'avoir avancé ou tournerait au mauvais moment.
Un programme s'exécute dans l'ordre écrit, instruction après instruction. Changer l'ordre change les actions réalisées, donc le résultat : c'est pourquoi on teste et on corrige l'algorithme.
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